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煤化工具体的单元工艺和设备还有图解一秒看懂

更新时间: 2019-10-07

  我国是世界上煤炭资源丰富的国家之一,煤炭燃烧排放到大气的粉尘及二氧化硫分别占全国总排放量的50%和80%以上。

  煤化工是以煤为原料,经化学加工实现煤炭高效洁净综合利用的工业。其中煤化工反应单元如图所示:

  煤的干馏过程中涉及到煤炭低温干馏、煤炭高温干馏——炼焦、焦化产品的回收和加工等单元工艺。

  其他方法包括:熔融床煤气化、煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化等单元工艺。

  煤制油(煤炭液化)的主要产品是将煤中有机质大分子转化为中等分子的液态产物。

  煤基化工产品包括煤制碳素制品、电石生产、褐煤蜡生产、煤基甲醇制烯烃技术等工艺单元。

  煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加热至较高温度时,所发生的一系列物理变化和化学变化的复杂过程,称为煤的热解,或称热分解和干馏。

  加热终温:随最终温度的升高,焦炭和煤焦油产率下降,煤气产率增加,但热气热值降低。

  我国这类煤储量丰富,目前主要用于直接燃烧,若能通过低温干馏回收煤气与焦油,可使煤得到更有效的综合利用。

  1.半焦的反应性与电阻率之比高温焦高得多,而且煤的变质程度越低,其反应性和比电阻率越高。

  3.半焦硫含量比原煤低,反应性高,燃点低(250℃左右)是优质的燃料,也适合用于制造活性碳,碳分子筛和还原剂,或气化制氢等。

  烟煤连续地碳化室顶部的辅助煤箱加入碳化室,生成的热半焦排入底部的排料箱,碳化过程中底部通入水蒸气冷却半焦,并生成部分水煤气,水煤气与干馏气由上升管引出。

  碳化室全长为2080mm,伍德炉的每个干馏室处理煤约8t/d。加热煤气是用自产半焦在炉侧发生的发生炉煤气。

  连续式内外热立式炉是由德国考伯斯( Koppers)公司开发的考伯斯炉,它由碳化室、燃烧室及位于一侧的上下蓄热室组成。

  煤料由上部加入干馏室,干流所需的热量主要由炉墙传入。加热用燃料为发生炉煤气或回炉干馏气,煤气在立火道燃烧后的废气交替进入上下蓄热室。在干馏室下部吹入回炉煤气,既回收热半焦的热量又促使煤料受热均匀。

  此炉的煤干馏热耗量较低,为2400kJ/kg(煤),而上述无得炉为3320kJ/kg(煤)。

  外热式干馏装置传热慢,生产能力小。气流内热式的燃烧废气稀释了干馏的气态产物。

  采用固体热载体进行煤干馏,加热速率快,例如美国Toscoal法用已加热的瓷球作为热载体,使次烟煤在500℃进行低温干馏。

  德国鲁奇一鲁尔煤气工艺(Lurgi-Ruhrgas,LR)采用热半焦为热载体,已建立生产装置,生产能力达1600t(半焦)/d,产品半焦作为炼焦配煤原料,其干馏流程如图所示。

  加氢热解可明显增加烃类气体和轻油的产率,为此已开发的工艺有Coalcon加氢干馏工艺与CS-SRT加氢干馏工艺。

  CS-SRT加氢干馏工艺是以上生产高热值合成天然气为目的,同时可制取轻质芳烃(BTX),干馏残碳用于制氢。CS-SRT工艺的煤转化率可达60%~65%,其中(甲烷,乙烷)≈30%,(BTX)=8%~10%,(轻油)=1%~3%。

  煤在炼焦炉中隔绝空气加热到1000℃左右,经过干馏的一系列阶段,最终得到焦炭,这过程称为高温干馏或高温炼焦或简称炼焦。

  炼焦时副产的煤气和化学产品,特别是芳香族化合物在化学工业得到广泛的应用。

  焦炭在高炉中起三个作用:①作为骨架,保持高炉的透气性;②提供热源;③作为铁矿石的还原剂。

  为此,对高炉用焦的要求是:灰分低,硫和磷低,强度高,废柴男主热血逆袭的玄幻小说《吞天记》上榜第,快度均匀,致密,低反应性、反应后强度高。

  鼓风机位于初冷器后,在风机之后的全系统均处于正压操作。此流程国内应用广泛。

  煤气经压缩之后升50℃,故对选用饱和器法生产硫铵(需55℃)和弗萨姆法回收氨系统特别适用。

  它把鼓风机放在系统的最后,将焦炉煤气从-7~-10KPa升压到15~17KPa后送到用户。

  这个流程的优点是:无煤气终冷系统,减少了低温水用量,总能耗能有所降低,并减轻了管道腐蚀。

  它的缺点是:负压操作时,煤气体积增加,煤气管道和设备容积均相应增加,减少了吸收推动力;要求所有设备管道加强密封,以免空气漏入。

  煤的气化过程是一个热化学过程。www.662772.com諛馳豪測桶妦繫砩佷ˋ,它是以煤或煤焦(半焦)为原料,以氧气(空气,富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质),在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为气体的过程。

  煤气的主要组成为CO、CO2、H2、CH4、H20,气化时所得的气体称为煤气,其有效成分包括一氢化碳、氢气和甲烷等。

  在各种煤转化技术中,特别是开发洁净煤技术中,煤的气化是最有应用前景的技术之一。

  下表列出了气化过程中发生的煤热裂解反应,均相反应和非均相反应以及它们的热效应。

  这些反应中,R3即水蒸气和碳反应的意义最大,它参与各种煤气化过程,此反应为强吸热反应。反应中R4也是重要的气化反应。

  供热的R1和R2反应与吸热的R3和R4组合在一起,对自热式气化过程起重要的作用。

  ✦产物气体的显热中的相当部分供给煤气化前的干燥和干馏,煤气出口温度低,灰渣的显热又预热了入炉的气化剂,因此气化效率高。

  采用回转炉箅连续排灰,炉内带有搅拌棒破黏,适用于长焰煤、气煤等弱粘结性煤种。

  炉内径3m,进风口直径500mm,煤气出口直径900mm,最大风口压4000~6000Pa。

  水蒸气和空气用量分别为0..3~0.5kg(水蒸气)/kg(煤)和1.5~2.5m3(空气)/kg(煤)。

  水煤气是炽热的碳与水蒸气反应生成的煤气,它主要由CO和H2组成,与发生炉煤气相比,含氮气很少,发热量高。燃烧时呈蓝色火焰,所以又称蓝水煤气。

  它和常压移动床一样,也是自热式逆流反应器,王中王中特网0149。所不同的是采用氧气—水蒸气或空气—水蒸气为气化剂,在2.0~3.0MPa的压力和900~1100℃温度条件下进行的连续气化法。

  发展流化床气化方法的原因是:为了提高单炉的生产能力和适应采煤技术的发展,直接使用小颗粒碎煤为原料,并可利用褐煤等高灰分劣质煤。

  它又称为沸腾床气化,把气化剂(水蒸气和富氧空气或氧气)送入气化炉内,使煤颗粒呈沸腾状态进行气化反应。

  在反应床内,当气流速率低于流态化临界速率为移动床,当气流速率高于颗粒极限沉降速率为气流床。当气流速率介于这两个速率之间时为流化床。

  氧化层高度约为80~100mm,还原层在氧化层的上面且一直延伸到全料层的上部界限。

  它是一个内村耐火材料的立式圆筒形炉体,下部为圆锥形状。水蒸气和氧气(空气)通过位于流化床不同高度上的几排喷嘴加入。

  其下段为圆锥形体的流化床,上段的高度约为流化床高度的6~10倍,作为固体分离区。

  粉煤被气化剂夹带通过特殊的喷嘴进入反应器、瞬时着火,形成火焰,温度高达2000℃。

  煤粉和气化剂在火焰中作并流流动,粉煤急速燃烧和气化,反应时间只有几秒钟,可以认为放热与引吸热反应差不多是同时进行的,在火焰端部,即煤气离开气化炉之前,碳已全部耗尽。

  GSP气化炉是1976年由东德VEB Gaskombiant 的黑水泵公司开发的一下喷式加压气流床液态排渣气化炉,操作压力2.5~3.0MPa,用粉煤、氧气鼓风,其结构及工作原理兼备德士古和Shell气化炉两者的特点。

  又分熔渣床、熔盐床和熔铁床三种。因为种种技术和经济问题,这些试验大多已停止。

  煤的催化气化方法是在气化过程中添加催化剂,加快气化反应,可以在较低温度下进行气化。

  煤的催化气化方法以Exxon方法为代表,K2CO3为催化剂。但其规模仅1t(煤)/d。

  国内外曾进行了大量的研究。但由于地下煤层的构成及其走向变化多端,至今尚末形成一种技术成熟的、能推广使用的方法。





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